Dopasowanie neurokognitywne implantu to opracowany przez zespół Zakładu Implantów i Percepcji Słuchowej IFPS unikalny, wielodyscyplinarny model opieki pooperacyjnej wdrożony w Światowym Centrum Słuchu, który pozwala pacjentom na osiągnięcie maksimum korzyści z implantu ślimakowego. Polega on na dopasowaniu parametrów procesora mowy nie tylko w oparciu o wyniki badań słuchu, lecz także testów psychologicznych i badań elektrofizjologicznych przeprowadzanych przez inżynierów klinicznych. Światowe Centrum Słuchu to pierwszy w Polsce ośrodek, w którym już na początku realizacji stworzonego przez prof. Henryka Skarżyńskiego programu leczenia głuchoty inżynierów włączono do grupy specjalistów pracujących bezpośrednio z pacjentami rehabilitowanymi po wszczepieniu implantu. Obecnie z uwagi na coraz szybszy postęp technologii i elektronicznych protez podkreśla się konieczność kształcenia wysokiej klasy specjalistów inżynieryjnych ukierunkowanych na pracę z pacjentem. O tym, jaka jest dzisiaj rola inżynierów klinicznych w opiece nad pacjentem i dlaczego zapotrzebowanie na usługi inżynieryjne będzie w przyszłości coraz większe, rozmawiamy z dr. hab. inż. Arturem Lorensem, prof. IFPS, kierownikiem Zakładu Implantów i Percepcji Słuchowej IFPS.
Słyszę: Na wstępie przypomnijmy, jaka była droga inżynierów do szpitali.
Prof. Artur Lorens: Inżynierowie pojawili się w szpitalach ponad 60 lat temu wraz z wprowadzaniem elektronicznej aparatury medycznej. Rozwój takiej aparatury w latach 60. i 70. sprawił, że lista zadań dla inżynierów wydłużała się, głównym była jednak dbałość o sprawność tej aparatury i eliminowanie zagrożeń związanych z jej stosowaniem. Dziś inżynierowie dbają już nie tylko o samo zaplecze aparaturowe szpitali, lecz także pracują z pacjentami, biorąc udział w diagnostyce i terapii. Warto przypomnieć, że Instytut był jednym z pierwszych ośrodków leczenia wad słuchu, w których inżynierów włączono do procesu rehabilitacji pacjentów już na początku realizacji programu leczenia głuchoty. Ostatecznie wieloletnia praca w ramach multidyscyplinarnego zespołu, w skład którego wchodzą m.in. inżynierowie kliniczni, psychologowie, pedagodzy, pozwoliła na stworzenie takiej metody ustawiania procesora mowy, dzięki której pacjenci po rehabilitacji w Kajetanach osiągają doskonałe wyniki słuchowe, znacznie lepsze niż w innych ośrodkach, zarówno w Polsce, jak i na świecie.
Jaka to wskazówka dla innych ośrodków?
Nasz przykład pokazuje, w jakim kierunku rozwija się system opieki zdrowotnej, szczególnie w tych obszarach medycyny, w których do leczenia wykorzystuje się najnowsze zdobycze technologii. Mam tutaj na myśli szczególnie tworzenie interfejsów maszyna – człowiek, umożliwiających niejako „podpięcie się” do układu nerwowego. Implant ślimakowy można uznać za jeden z pierwszych takich interfejsów, bowiem dostarczane przez niego sygnały są odbierane i interpretowane przez rejony mózgu odpowiedzialne za słyszenie. Często podkreślam, że implant to pierwsza mająca zastosowanie kliniczne proteza neuronalna, która wymaga indywidualnego dopasowania do potrzeb i możliwości pacjenta. A do tego niezbędna jest wiedza inżynieryjna.
Postęp w technologiach medycznych jest duży, więc wkrótce można spodziewać się opracowania jeszcze innych neuroprotez czy też metod terapii z wykorzystaniem komputerowych algorytmów?
Tak. Zaawansowane są już prace nad protezą oka czy inteligentnymi protezami kończyn, w których np. ruch palców jest sterowany poprzez impulsy płynące z mózgu. Taka inteligentna proteza kończyny – właściwie dopasowana przez inżyniera – będzie w stanie rozpoznawać impulsy neuronalne. Coraz częściej stosowaną terapią jest tzw. biofeedback, czyli biologiczne sprzężenie zwrotne, rozumiane jako dostarczanie człowiekowi informacji zwrotnej („feedback”) o zmianach stanu fizjologicznego organizmu, które monitorowane są przez pomiarowy system komputerowy. Inżynier zadaje pacjentowi pewne ćwiczenia i obserwuje, jak na skutek ich wykonywania zmienia się przetwarzanie sygnałów w mózgu i jego aktywność. Podczas terapii pacjent ma nauczyć się świadomie modyfikować funkcje, które normalnie nie są kontrolowane świadomie, np. fale mózgowe.
Wiedzę inżynieryjną z innymi dziedzinami nauk medycznych i biologicznych łączy także prężnie rozwijająca się kongnitywistyka, czyli dziedzina nauki zajmująca się obserwacją i analizą działania zmysłów, mózgu i umysłu, w szczególności ich modelowaniem. Właśnie elementy kognitywistyki wykorzystujemy w celu przyspieszenia rehabilitacji słuchowej naszych pacjentów.
Jeśli weźmiemy pod uwagę szybki rozwój technologii, można się spodziewać, że coraz więcej pacjentów leczonych poprzez zastosowanie interfejsów czy innych podobnych urządzeń będzie korzystało z pomocy inżynierów.
Potrzeba udziału inżyniera w procesie leczniczo-rehabilitacyjnym jest rzeczywiście coraz większa. Stąd konieczność zmiany modelu kształcenia w inżynierii biomedycznej, a dokładniej stworzenia nowej specjalizacji w zakresie inżynierii klinicznej, jaką jest tzw. inżynieria rehabilitacyjna. W kontekście Ustawy o zawodzie inżyniera z 2017 r.* nie ma takiej specjalizacji. Tymczasem grupa inżynierów pracujących z pacjentami będzie coraz większa. Kiedy zaczynaliśmy program implantów ślimakowych 30 lat temu, byliśmy jedynym ośrodkiem leczenia wad słuchu. Obecnie jest ich w naszym kraju kilka. W Niemczech takich ośrodków jest ok. 300.
Każdy z takich ośrodków ma grupę inżynierów wyspecjalizowanych w tzw. ustawianiu procesora mowy?
Nie, inżynierów specjalistów w tej dziedzinie jest wciąż mało. Za mało w stosunku do potrzeb. Dlatego pacjenci po wszczepieniu implantu w innych ośrodkach przyjeżdżają na rehabilitację do Światowego Centrum Słuchu. Niestety u sporej grupy implanty są ustawiane przez inżynierów pracujących w firmach produkujących systemy implantów, którzy mają bardzo małe doświadczenie kliniczne. Tacy inżynierowie nie mają wiedzy na temat stanu zdrowia i ogólnej psychofizycznej kondycji pacjenta, bo nie pracują w multidyscyplinarnym zespole. Nie mają też wystarczającej wiedzy na temat procesów neurologicznych towarzyszących słyszeniu, na których obecnie opieramy się przy doborze parametrów w ramach opracowanej przez nas metody neurokognitywnej. Ustawienia wykonują często, zadając tylko jedno pytanie „jak pan/pani słyszy”, czyli opierając się na subiektywnych odczuciach pacjenta. Tymczasem subiektywne wrażenia użytkownika implantu, zwłaszcza na samym początku procesu rehabilitacyjnego, są mylne. Gdybyśmy tylko je brali pod uwagę przy ustawianiu procesora, pacjent nie robiłby takich postępów, jakie osiąga przy programowaniu metodą neurokognitywną.
Czy pacjenci z implantem mają świadomość, jak ważna jest opieka inżynieryjna?
Nie wszyscy. Świadomość, że dopasowanie implantu wymaga udziału wysokiej klasy specjalisty, innego niż lekarz, nie jest powszechna. Niektórzy mylą inżyniera klinicznego z technikiem medycznym, którego zadaniem jest pomóc lekarzowi.
Może więc powinniśmy sobie wszyscy uświadomić, że zaczyna się epoka, w której część pacjentów, przynajmniej tych zaopatrywanych w coraz doskonalsze protezy słuchu, wzroku czy kończyn, będzie chodziło na konsultacje nie tylko do lekarza, lecz także do inżyniera rehabilitacyjnego.
Pięćdziesiąt–sześćdziesiąt lat temu technologia była tworzona w służbie lekarzowi (aparatura umożliwiała przeprowadzenie badań, wykonanie coraz trudniejszych operacji chirurgicznych itp). Obecnie technologia ta, prowadząca m.in. do stworzenia interfejsów, ma służyć pacjentowi. Tę technologię trzeba umieć jednak w odpowiedni sposób wykorzystać, aby ów pacjent miał z nowoczesnych urządzeń maksimum korzyści. I to jest właśnie zadanie inżyniera. Lekarz zatem leczy, a inżynier dba o to, aby narzędzie czy urządzenie, którego pacjent używa, było odpowiednio zaprogramowane i sprawne. Inżynier – co jeszcze niewielu pacjentów rozumie – nie dostanie instrukcji od lekarza, jak ma ustawić urządzenie. Robi to na podstawie własnej wiedzy oraz doświadczenia klinicznego i na własną odpowiedzialność.
Czy specjalizacja ta raczkuje tylko w Polsce? Jak jest na świecie?
Prym wiodą niemieckie i szwajcarskie kliniki, w których pracuje bardzo wielu inżynierów rehabilitacyjnych. Ale na przykład w Stanach Zjednoczonych jest ich już mniej, ponieważ bardzo silną grupę stanowią tam audiolodzy, którzy – inaczej niż u nas – nie są lekarzami, lecz specjalistami kształconymi także w kierunku technicznym. Chociaż ostatnio w USA również podkreśla się konieczność utworzenia specjalizacji z inżynierii rehabilitacyjnej, bo gros inżynierów wyspecjalizowało się w ustawianiu protez sterowanych sygnałami płynącymi z mózgu i neurofeedbacku. Ten ostatni kierunek rozwija się w Ameryce bardzo szybko, dzięki czemu na przykład pacjenci sparaliżowani mogli się porozumiewać, sterując za pomocą myśli kursorem na ekranie komputera.
Ogólnie ta grupa zawodowa jest na świecie coraz bardziej znacząca. Ostatnio uczestniczyłem w międzynarodowej konferencji organizowanej przez Europejską Federację Towarzystw Audiologicznych (European Federation od Audiological Societies, EFAS). Miała ona na celu między innymi wymianę dotychczasowych doświadczeń i wyznaczenie kierunków rozwoju w zakresie wspomagania słyszenia. Prac przedstawianych przez inżynierów było na niej bardzo dużo…
Stosowane są już bardzo nowoczesne urządzenia wspomagające słyszenie! Jaki jest więc kierunek dalszych prac?
Obecnie, między innymi ze względu na pandemię, istnieje olbrzymie zapotrzebowanie na telemedycynę, telerahabilitację, telefitting, teleopiekę i inne zdalne usługi medyczne. Celem prac jest zatem rozwój nowych technologii, które umożliwiają prowadzenie zdalnych procedur. Tak się składa, że w Instytucie Fizjologii i Patologii Słuchu już kilkanaście lat temu wdrożono procedury umożliwiające m.in. ustawianie procesora mowy u pacjenta „na odległość” – pacjent znajduje się w ośrodku położonym najbliżej jego miejsca zamieszkania. Można sobie jednak wyobrazić, że w przyszłości telefitting może być jeszcze prostszy – inżynier kliniczny będzie ustawiał parametry procesora mowy przez smartfon pacjenta. Ale do tego potrzebna jest odpowiednia technologia umożliwiająca łączenie telefonu z procesorem. Można sobie też wyobrazić, że wiele pomiarów, np. telemetrycznych, potencjałów czynnościowych nerwu, które obecnie przeprowadzamy w klinice, można będzie robić automatycznie przez sam procesor. Wyniki poprzez komórkę pacjenta będą wysyłane do komputera inżyniera klinicznego, który po analizie tych danych dokona właściwego ustawienia procesora.
Kiedy to będzie możliwe?
Być może szybciej, niż możemy przypuszczać. Do takiej teleopieki – czy to nad pacjentem implantowanym, czy też posiadającym inną protezę – musimy się już zacząć przygotowywać, kształcąc wysokiej klasy specjalistów w zakresie inżynierii klinicznej, których zadaniem nie jest zajmowanie się aparaturą medyczną, lecz praca z pacjentem. Tylko tak dobrze przygotowana kadra inżynieryjna będzie gwarantowała wysoką jakość usług telemedycznych.
Opracowanie: JOLANTA CHYŁKIEWICZ
- Więcej na ten temat można znaleźć w artykule „Ewolucja roli inżyniera klinicznego w ochronie zdrowia” prof. Ewy Zalewskiej z Instytutu Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej PAN i prof. Tadeusza Pałki z Politechniki Warszawskiej i Instytutu Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, opublikowanym w czasopiśmie „Inżynier i Fizyk Medyczny” 5/2019.
- W Polsce zawód inżyniera medycznego, zgodnie z Ustawą z 24.02.2017, jest zawodem mającym zastosowanie w ochronie zdrowia. W tym zawodzie może być uzyskiwany tytuł specjalisty, zgodnie z trybem określonym Rozporządzeniem Ministra Zdrowia z 13.06.2017 r. w sprawie specjalizacji w dziedzinach mających zastosowanie w ochronie zdrowia, po zdaniu egzaminu państwowego organizowanego przez Centrum Egzaminów Medycznych (CEM).